購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 本 科 畢 業(yè) 論 文（設 計） 題目（中文） 石材切割機的液壓及 計 （英文） LC of 學 院 信息與機電學院 年級專業(yè) 2009 級機械設計制造及其自動化（中美合作） 學生姓名 學 號 指導教師 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 摘要 在充分研究石材切割機的基礎上，采用液壓技術與 制了一種基于液壓 技術和 壓系統(tǒng)工作 順暢平穩(wěn) ， 大地提高生產(chǎn)的自動化程度。 改善了石材切割機的 定時精度差、切割誤差較大、受電源波動影響大、 自動化程度低等缺點，保證了不必要的人力資源浪費和操作者的安全，并且提高了石材切割機切出的毛胚精度。其機械工作方式是由液壓缸帶動工作臺及其上放置的石材移動，油缸向前動作一次，工作臺完成一次形成，由橫刀切割和縱刀切割切下一塊石料，調定程序，循環(huán)此動作，節(jié)約人力。但換刀過程還是需要人工手動來進行的。在研究過程中要確定各個部件的型號，并考慮到它們的使用范圍與安全。最 后用 關鍵詞： 液壓系統(tǒng)；石材切割機； 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 LC of of of of to of of he is by a on to of a or In of to of of 買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 目 錄 上海師范大學本科畢業(yè)論文（設計）誠信聲明 I 上海師范大學本科畢業(yè)論文（設計）選題登記表 海師范大學本科畢業(yè)論文（設計）指導記錄表 中文摘要及關鍵詞 英文摘要及關鍵詞 1 石材切割機的 1 1 義 1 圍 （內(nèi)容） 1 2 2 2石材切割機的液壓系統(tǒng) 2 3 3 3 5 5 6 7 8 算液壓原件 8 泵型號及其電動機功率 8 9 11 13 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 3 石材切割機的 14 14 14 16 17 19 參考文獻 23 結束語 23 附錄 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 1 石材切割機的 液壓設計簡介 材 切割機的 液壓設計研究背景 石材切割機用 金剛石切割片對石材、大理石板、瓷磚、水泥板等含硅酸鹽的材料進行切割 。石材切割機大體可以分為 3類。第一類 :面向小型的手動切割石料機，完全靠電機帶動金剛石鋸片，依靠人力去操作，笨重而且操作不便 ;第二類 :面向較大的毛坯進行切割，其原理 是推動不同的方向與電機不同的工具來 盡興 手動控制 ， 切割操作者 必須具 有一定的經(jīng)驗 ;第三類 :采用傳統(tǒng)的繼電器 時間繼電器控制方式，但控制系統(tǒng)接線復雜，系統(tǒng)的可靠性較低，維修費用大，其最主要的弊病是自動分片控制中，采用時間繼電器定時控制片厚，定位 精度差，電機速度受電源波動影響大，因而分片誤差較大，降低成品率，增加拋磨。難度針對目前應用于該領域的野外石材切割機的自動化程度低，而且這類切割機的控制精度不高。 現(xiàn)在設計的 壓系統(tǒng)能改善前幾類石材切割機出現(xiàn)的缺陷。 究目的、意義 研究目的：實現(xiàn)切割機自動化程度高 切出毛坯精度高。減輕了工人的勞動量，節(jié)約人力資源。 研究意義：使我國的石材切割技術提高，減少人力的損耗，使得切割石材更加的快捷、安全，并且在論文中融入了多種知識要點，提高自身的學術水平。 究對象、范圍 研究對象：石材切割 機系統(tǒng) 范圍：控制石材切割機的液壓系統(tǒng)及其 統(tǒng) 究方法 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 石材切割機是將石材切割成厚度均勻的毛胚，研究的主要的切割動作為橫刀切割、縱刀切割、橫移切割和人工手動操作完成的換刀過程。然后根據(jù)液壓系統(tǒng)的功能分析，設計出 出點的分配表。 究框架 機械工作方式為由液壓油缸帶動工作臺及其上放置的石材移動，油缸向前動作一次，工作臺完成一次形成，由橫刀切割和縱刀切割切下一塊石料。但是需要人工的操作控制頂油缸不再上升。由于水平鋸片裝置負責水平方向的切削任務，所以只需考慮 克服切削阻力 工作即可?？紤]用電動機驅動鋸片轉動。 之后再研究 統(tǒng)控制石材切割機的流程及其原理。 2 石材切割機的液壓系統(tǒng) 定對液壓系統(tǒng)的工作要求 根據(jù)加工要求，對縱刀切割、橫刀切割、刀具橫移擬定采用液壓傳動方式來實現(xiàn)，故決定選取油缸做執(zhí)行機構?？紤]到進給系統(tǒng)傳動功率不大，且要求低速穩(wěn)定性好，以及切割的速度調節(jié)，故擬定選用調速閥，單向閥組成的調速方式?？紤]用電動機驅動鋸片轉動。為了使安全有保證，考慮運用壓力濾油器，其具有報警的功能裝置。并且使用壓力表隨時跟蹤監(jiān)測液壓的變化，并對其變化做出相應的措施 。 液壓系統(tǒng) 用 了溢流閥，系統(tǒng)壓力就不可能超過溢流閥所調定的壓力，溢流閥也就起防止系統(tǒng)過載的作用。 能表現(xiàn)出液壓在哪里的石材切割機圖 載分析 件重力為 6000N F =6000N (1) 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 / s i (2) 由于 120N，取，有 靜摩擦負載 ( 0 . 2 1 2 0 / s i n )4= (3) 動摩擦負載 ( 0 . 1 1 2 0 / s i n )4=于液壓缸參數(shù)的確定 分析此設備負載不大，初選工作壓力 計算液壓缸的尺寸 A=4） = 2516 0 3 3 . 9 4 2 0 1 0 m = 4230 1 0 m 4= 44 3 0 . 1 7 1 03 . 1 4 1 5 9 m （ 5） = 0 m 壓系統(tǒng)工作過程 圖？ 從哪里切割到哪里 電機泵啟動、水泵啟動，各閥處于失電狀態(tài)下，閥處于中位。縱刀切割工藝如下 : 1程序控制下 電磁閥 1電 刀具下切 接近開關控制 1電。 2電磁閥 13電 進行并完成切割 接近開關控制 13電。 3 電磁閥 2電 (控制抬刀的高度 ) 接近開關控制掉電 打購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 開電磁閥 9 抬高控制臺并延時 10 s(同時用接近開關作為保護 ) 4 電磁閥 14電 (使軌道伸出 ) 接近開關控制其伸縮位置 打開電磁閥 10電 控制臺下降并延時 10 s (此時如壓力變送器超壓如 6 關閉閥 14且報警阻擋 ) 完成縱切過程的切割 . 這樣重復以上操作即完成縱刀切割的過程。 圖二 縱刀切割流程圖 圖？ 從哪里切割到哪里 1在準備狀態(tài)下電機工作，各閥處于失電狀態(tài)，橫刀切割工藝如下 : 2電磁閥 3電 刀具下切 接近開關 控制 3電。 3電磁閥 13 走橫刀 走刀過程中活塞桿碰撞接近開關 接 近開關 13電 一個切割的行程完成。 4電磁閥 4電 (控制抬刀的高度并關、閉電磁閥 ) 電磁閥 9買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 得電提升控制臺高度并延時 1s 接近開關控制 9電 確保其達到安全高度。 5電磁閥 14軌道伸回 ) 接近開關控制伸回位置 用壓力變送器控制其壓力超過 6 電磁閥 11電 降低控制臺高度并延時 10 s 接近開關控制下降的位置。 這樣可以重復以上操作即完成橫切的過程。 圖三 橫刀切割流程圖 橫移 圖？ 從哪里開始橫移 在準備狀態(tài)下電機工作，各閥處于失電狀態(tài)，刀具 橫移工藝如下 : 1 電磁閥 2電 油缸活塞桿運動 碰撞接近開關 控制 2電。 2 電磁閥 7電 油缸推動刀具橫移 碰撞接近開關使 7購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 電。 3 電磁閥 9電（抬高操作臺） 升高到碰到接近開關 使其失電 電磁閥 9電（并延時 10 s） 電磁閥 電 拉回液壓桿 碰撞接近開關 8電。 圖四 刀具橫移流程圖 在準備狀態(tài)下電機工作，各閥處于失電狀態(tài)，處于中位，人工轉向換到工藝如下 : 1電磁閥 2電 活塞桿撞擊接近開關控制掉電。 2電磁閥 11電 中心頂油缸的得電上升。 3這時需要人工操作控制其停止上升，人工推轉定位，完成操作后按動開關，電磁閥 12電使中心頂油缸下移并延時 10 s，以上完成轉向的控制 3。 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 圖五 轉向換刀流程圖 擇、計算液壓原件 兩個泵的流量為 壓缸最大工作壓力定位 2M 取定壓力損失為 p=a 所以得出液壓汞的工作壓力為： pp p+p（ 6） =(2+ a 由于兩個液壓泵同時向系統(tǒng)供油，我們估計在回路中的泄漏按照 10%來進行計算。 得出兩個泵的總流量應該是 : 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 于溢流閥最小穩(wěn)定的流量為 3L/以得出： 按照上述的計算結果查產(chǎn)品目錄得到選用 額定壓力 a、容積效率 效率 P= 所以得出： 電動機的功率可以從泵的工作壓力（ a）和輸出流量 10 10得電動機的轉速設為 910r/ 求得： 電動機功率為： 7） = . w=電機類的產(chǎn)品目錄查得： 使用電動機型號 功率為額定轉速為 910r/ 液壓元件型號及其規(guī)格 表一 部分液壓元件型號和規(guī)格 序號 名稱 通過流量 (L ) 型號和規(guī)格 1 雙聯(lián)葉片泵 三位四通電磁換向閥 4 溢流閥 單向閥 調速閥 壓力表 壓力表開關 電動機 類元件功能及性能介紹： 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 (1)油管：按照和其接口的元件確定油管尺寸。在本例中采用內(nèi)徑為 9徑為 10 (2)油箱：容積根據(jù)液壓泵的流量計算得出，取其體積 V=65L (3)三位四通電磁換向閥 : 三位四通電磁換向閥是利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動閥芯來控制液流方向。其中信號由限位開關、行程開關等元件發(fā)出，從而可以方便的讓液壓系統(tǒng)執(zhí)行各種操作和自動的順序動作。三位四通電磁換向閥共有 4 個油口，每一個方框中表示油路的通路和方框一共有 4個交點，在中間的位置上由于各個油口互不相通。 三位四通電磁閥 每個口開啟關閉后 是什么狀態(tài) （ 4）溢流閥：用來維持液壓系統(tǒng)中的定壓。對溢流閥的性能的主要要求 有定壓精度高、靈敏度要高、工作要平穩(wěn)并且最好沒有震動與噪音 4。 （ 5） 壓力表。檢測流入空氣的壓力。 （ 6） 減壓閥。使流入空氣的壓力不至于過高，通過這個裝置后能使空氣壓力降低到允許流過的空氣壓力。 （ 7） 過濾器。保證流入空氣的純凈性，能過濾掉空氣中的雜質，保護了儀器設備的安全性和可靠性。 （ 8） 單向閥。單向閥是使氣流只能朝一個方向流動，而不能反向流動的二位二通閥。此裝置空氣由下往上流入，不能由上往下流出。 油液在管道內(nèi)流動的速度為 s，通過的流量為 要的壓力損失在調速閥降壓時候的兩端，這個時候損失的功率最大。 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 計算油液在進油管內(nèi)的流動速度 得出： p （ 8） =. m/s =s （ 1） 沿程壓力損失 在系統(tǒng)中使用 壓油。當室內(nèi)溫度為 20， V=， 有： =. =320 （ 9） 阻力損失系數(shù) ./ 取進油管，回油管長度為 液的密度 所以得出進油路的沿程壓力損失： （ 10） = . = = . M 2） 局部壓力損失 局部壓力損失包括了管道接頭壓力的損失，管道安裝壓力的損失和流過液壓閥損失的局部壓力。 取壓力損失的 10%，閥的額定壓力損失為閥的額定流量損失為 通過閥的壓力損失為： = 以這個損失可以忽略不算。 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 同上，得到回油路上的流量： A （ 11） = m 1 2 6 9 l=l 回油路的油管中的流速： v. = 有此可以得出 ： （ 12） =. = 得到在回油路上的沿程壓力損失： （ 13） = . . = 3） 總共損失的壓力，由上得出： （ 14） = .a =a 原本設 . ,與計算結果有略微的誤差。 最后決定用上述得出的計算結果來調定壓力閥的值。 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 (4)調定溢流閥的壓力值 卸荷閥的壓力值：（ 15） =（ 2+M 取 流閥壓力值要比卸荷閥大 以綜上所述：溢流閥的壓力值調定為 擬定液壓系統(tǒng)工作原理圖 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 圖 1液壓系統(tǒng)工作原理圖 緩沖） 4 通電磁閥 m 過濾器 16. 15 m 過濾器 17. 單向閥 18. 30 m 過濾器 壓系統(tǒng)的特點 此系統(tǒng)的工作穩(wěn)妥平緩，液壓油在一定程度上具有一定的緩沖和阻尼作用，可以消除或減輕系統(tǒng)的剛性碰撞的沖擊，振動和噪聲。在安置中心的液壓缸的頂部，使用了液控單向鎖，以防止由于重力的作用使得活塞下落，液控單向閥不僅具有支撐作用，而且液控單向閥允許油線很長一段時間的保持壓力 5。 當電磁換向閥 在中位的時候，兩個液壓控制單向閥互鎖，可以關閉液壓缸兩 腔 的油液，此刻活塞就不能由于外力產(chǎn)生移動，從而實現(xiàn)了液壓缸的鎖緊，由于液壓缸此刻在有效面積上具有很大的差距，所以在退回活塞的時候，液壓缸右腔的油量排放的突然增加，如果這個時候用小流量滑閥，將產(chǎn)生的節(jié)流作用，限制所述活塞的后退的速度 ;如果這里增加了液控單向閥，在液壓缸活塞后退的時候，液控單向閥被控制壓力油打開后，可以順利的從右腔排油。所以液壓缸的緩沖系統(tǒng)使得系統(tǒng)流暢的運動過程中減少了的沖擊的影響，使用一個分流閥讓缸的運動更順暢平穩(wěn)，緩和了振動。 3 石材 切割機的 制系統(tǒng) 設計背景 可編程控制器是為工業(yè)控制應用而設計制造的通用控制器。它實現(xiàn)了傳統(tǒng)繼電器的控制技術，并且結合了現(xiàn)代計算機技術和通信技術。 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 在石材切割機中，為了保證切割質量，提高勞動生產(chǎn)率，同時也為了降低企業(yè)產(chǎn)品的成本，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期，減少切割過程對于工作人員的人體傷害。實現(xiàn)對于石材切割的 動控制，操作人員就不用時時刻刻守在機器旁邊了，不但節(jié)省了大量的人力、時間以及能源，更能夠極大的減少切割過程對于人體的傷害。本設計正是基于以上目的而設計的。 可編程控制器 (于石材的切割，實質上是在微機控制的基礎上，采用專用語言，使編程簡單。切割大部分工序可采用可編程序控制器 (為核心控制組件的控制系統(tǒng)全部自動完成。 不僅避免了傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制線路體積龐大、故障率高、維護困難的缺點、也克服了單片機控制系統(tǒng)成本高、接口處理及編程相對復雜等缺點。 型的選擇 我們從 能實現(xiàn)對于機型選擇的基本原則是滿足要求、安全可靠、維修方便即最優(yōu)的性價比。 7型、中型 和大型四大類。 型 。經(jīng)過分析研究次液壓系統(tǒng)應選擇 作主機使用。因為有 34 個數(shù)字量的輸入和 2個模擬量的輸入，并且有 18 個數(shù)字量的輸出。 在設計時，我要求最大的限度的控制住控制對象，爭取控制系統(tǒng)簡單、實用、維修方便，操作簡單并且把誤操作的可能性考慮進去，力求保證有一個安全，可靠的控制系統(tǒng)，滿足 7。 因此，可編程序控制器選用 司生產(chǎn)的 列 系列 模塊化結構，功能強，穩(wěn)定性高，完全符合控制要求。 根據(jù)以上的分配，做出輸入輸出分配表。 表二 石材切割機部分輸入點分配表 石材切割機部分輸入 /輸出點分配表 部分輸入信號 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 名稱 代號 編號 電機啟動 機停止 濾報警開關 1 臂油缸 1左限位 臂油缸 1右限位 刀油缸左限位 向移動油缸 2右限位 向移動油缸 1左限位 割油缸左限位 升油缸 1上限位 心頂升油缸 1上限位 心頂升油缸 1下限位 三 石材切割機部分輸出點分配表 部分輸出信號 名稱 代號 編號 電機 臂油缸 1左電磁閥 臂油缸 2左電磁閥 刀油缸左電磁閥 向移動油缸 1 左電 買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 磁閥 橫向移動油缸 2 左電磁閥 割油缸左電磁閥 升油缸左電磁閥 心頂升油缸左電磁閥 警燈 輯設計方案圖 ？ 從輸入輸出點，可以將控制系統(tǒng)的硬件結構框圖設計出來，其中的按鈕包括電機啟動、電機停止、濾油報警開關，接近開關中包括了頂升油缸和橫刀油缸等，使得縱切、橫切、橫移、轉向等都滿足需求的兩種傳感器和開關鍵。 接近開關濾油報警開關按鈕壓力傳感器溫度傳感器繼電器燈控制系統(tǒng)的硬件結構框圖 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 件設計 通過對縱切、橫切、橫移以及人工轉向換刀的分析來分析石材切割機的工作過程。系統(tǒng)是 采用順序的控制方法來進行的，就是下一步的動作進行是在前一步動作完成的基礎上再執(zhí)行的，根據(jù)它的動作要求，設計了一下的石材切割機的功能表。 1、 縱刀切割和橫刀切割的功能表 圖七 縱刀切割功能表和橫刀切割功能表 2、橫刀和轉向的功能表 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 圖八 橫刀和轉向功能表 序設計 梯形圖（指令表見附錄） 以下是橫刀切割的梯形圖 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 刀具橫移的梯形圖 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 轉向換刀梯形圖 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 參考文獻 1 中華人民共和國國家標準石材切割機 J2009,(4):272 林永忠 石材切割機中的應用 J2004,(2):74. 3 金成毅 ,熊瑞平 制的石材切割機的液壓系統(tǒng) J2012,(4):484 宋裕琛 J2002,(2):175 肖俊峰 ,龐慶華 J2009,(1):246 牛興坤 ,張志軍 ,王樹榮等 2011,30(6):437 呂振飛 D2012. 購買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 結束語 從 12月份開始收集材料開始設計到現(xiàn)在，將近 5個月的時間過去了，回想自己做畢業(yè)設計的這段時間，收